Frost i tunneler. NADim 2015 Radisson Blu Airport Hotel, Gardermoen 3. desember 2015 Per Otto Aursand, Geo/lab, Ressursavd.

Transkript

1 Frost i tunneler NADim 2015 Radisson Blu Airport Hotel, Gardermoen 3. desember 2015 Per Otto Aursand, Geo/lab, Ressursavd., Region nord

2 Frost i tunneler sentrale spørsmål Hvordan bør frostdimensjoneringen i tunneler gjøres? Hvilke materialer og metoder kan man bruke for å forebygge frostskader i tunneler? Normaler Teori Erfaringer

3 Frostskader på nye tunneler i Nordland E6 Korgfjelltunnelen: 8600 m, åpnet Telehiv og isvuller på vegbanen m inn fra nord E12 Umskardunnelen: 3560 m, åpnet Telehiv og isvuller på vegbanen i hele tunnelen - Flere trafikkulykker med personskade pga. isingen Tunnelene er prosjektert og bygd iht. Vegvesenets retningslinjer, med antatt frostsone på m i hver ende

4

5 Jevnhetsmålinger (IRI) Korgfjelltunnelen 2010 mm/m 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0-1, ,0 Sør Delta IRI Nord

6 Dimensjonering og utførelse Dimensjonert iht. Hb018 med antatt frostsone (F 10T > h o C) 300 meter. Tunnelen går i glimmerrike bergarter Høyt finstoffinnhold med stor vannømfintlighet etter spregning. Ingen bunnrensk utenfor antatt frostsone. Prøvetaking i ettertid viste også T2-T3 materialer i tilført forsterkningslaget

7 Frostmengder, Korgfjell Frostmengder i dagen: F 10 =34000 o C Dimensjonert med frostsone på 300 m (antatt). Virkelig frostsone (fra nord) ca m (F 10T >10000 o C) (målt vinter 2010/11) Stigning og tvunget ventilasjon i en retning tvang store mengder kald luft inn fra nord. Telefarlig fosterkningslag og rester etter spregning på traubunn ble utsatt for store frostmengder.

8 Dreneringssystem Drensrør plassert for grunt ifht. reele frostmengder Korgfjellet: dybde til drens 0,7-0,8 m. Frostdybde ved reell F 10 = 0,8-1,5 m (avh. av avstand fra portal). Isolering over drensrør kun de første 300 m. Rør ble plassert på prosjektert dybde og ikke ned på virkelig traubunn. Forsenkninger fra spregning ikke drenert vannspeil som forsyner frysefronten med vann islinser telehiv. Gjenfrysing av rør Ufrosset vann fra heng og lengre inn i tunnelen ble presset opp, rant over vegbanen og dannet issvuller i vegbanen. Bilder fra rensk ved utbedring av Umskardtunnelen

9 Drenering og isolasjon Isvuller Drens lagt på teoretisk nivå Ekstra tilførsel av vann til under vegbanen pga. vann- og frostsikring Telehiv Manglende isolasjon Tett/frosset omfylling/drensrør, vann presses ut i vegbanen Teoretisk traubunn Vannspeil Frostdybde Virkelig traubunn

10 Utbedring av tunnelene gjennomført i 2012 To alternativer vurdert: 1) Delvis masseutskifting og isolering under hele vegbanen inkl. drenssystemer. 2) Full masseutskifting, bunnrensk, justeringer av såle, senket drensystem. Alternativ 2) ble valgt etter en teknisk-økonomisk vurdering. Bilde fra utbedring i 2012

11 Dimensjonering av vegoverbygning etter N200 Overbygning ved F 10T h o C Tunnelsåle kan skal dimensjoneres som angitt i figur cm forsterkningslag Overbygning ved F 10T > h o C tiltak som sikrer mot iskjøving og ugunstig telehiv. 50 cm forsterkningslag Bunnrensk: maks 5 cm masse kan ligge igjen. Drenering: Drensledning må ligge frostfritt! Drenere forsenkninger Vurderinger av frostsoner meget viktig!

12 Vurdering av frostsoner Intern rapport nr Frostmengder i vegtunneler» (SVV, 2002) Teori om frostinntrengning Dimensjoneringsdiagrammer basert på reelle temperaturmålinger i norske vegtunneler. Forhold som innvirker på frostinntregningen: Dominerende vindretningen Tunnelens stigning Eventuell ventilasjon i en retning En/tovegs trafikk Andelen vann og frostsikring i tunnelen Høyde over havet, innland eller kystklima (bruk korreksjonsfaktorer for frostmengder (vedl. 2 N200)

13 Temparturprofiler for ulike tunneltyper

14 Dimensjoneringsdiagrammer fra IR 2301

15 Dimensjonering av dybde/isolasjon drens Eksempel fra E6 Alta vest

16 Anbefalinger Forsterkningslag og oppfylling fra rensket såle bør være drenerende masser, feks mm. Vurdering av frostsoner iht. tunnelens beliggenhet og IR2301. Bunnrensk I del av tunnel der F 10tunnel > h o C. Justering av fall på såle, pigging av terskler, gjenstøping av forsenkninger. Dybde til drensrør dimensjoneres etter vurdert frostprofil med isolasjonsplater om nødvendig. Spesiell oppmerksomhet mot overgangen mellom PE-skum I heng/vegg og isolasjon over grøfta Ingen kuldebroer! Viktige kontrollpunkter under utførelse: Såle, rensk og justering Dybde på drensrør og isolering av disse Kvalitet på innfylte masser over såle og forsterkningslag

17 Takk for oppmerksomheten! Korgfjelltunnelen etter utbedring ingen telehiv!